9.研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义.

(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1,C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1,则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ•mol-1
(2)CO与O2设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液).该电池的负极反应式为CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O.
(3)CO2和H2充入一定体积的恒容密闭容器中,在两种温度下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) 测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1.
①该反应的△H小于0(填“大于或小于”),曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K>K(填“>、=或<”).
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡.
容  器
反应物投入量1mol CO2、3mol H2a mol CO2、3a mol H2
b mol CH3OH(g)、b mol H2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则b的取值范围为0.4<b≤1.
(4)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸.在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图3.
①当温度在300℃~400℃范围时,温度是乙酸生成速率的主要影响因素.
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,稀硝酸还原产物为NO,写出有关的离子方程式3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O.
6.甲醇既是一种可再生能源,又是一种重要的化工原料.工业上通过CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)生产甲醇.
(1)在一定温度下,向1L密闭容器中充入1mol CO和2mo1H2,发生上述反应,10分钟时反应达平衡,此时CO的转化率为50%.
①前10分钟生成甲醇的平均反应速率为0.05mol/(L.min);已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H为<(填“>”、“<”或“=”)0.
②下列关于上述反应的叙述,不正确的是BDE(填字母编号).
A.缩小容器的体积,平衡将向右移动,c(CO)将变大
B.达到平衡时,移走部分甲醇,平衡将向右移动,正反应速率加快
C.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则该反应达到平衡状态
D.反应过程中生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等则该反应达到平衡状态
E.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CO的转化率
(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律.上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均1mol)与CO平衡转化率的关系如图1所示.
①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是270℃.
②利用图中a点对应的数据,计算该反应在对应温度下的平衡常数K=4.
(3)利用甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源氢气,已知:
CH3OH (g)+$\frac{1}{2}$O2 (g)?CO2(g)+2H2 (g)△H1=-192.9kJ.mol-l
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?H2O(g)△H2=-120.9kJ.mol-1
则甲醇与水蒸气催化重整反应:CH3OH (g)+H2O (g)?CO2(g)+3H2(g) 的焓变△H3=-70kJ.mol-1
(4)有人设计甲醇一空气燃料电池的示意图如图2所示,工作时负极的电极反应式可表示为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.
若以该电池为电源,用石墨做电极电解200mL含有下列离子的溶液:
离子Cu2+H+Cl-SO42-
c/mol•L-10.5220.5
电解一段时间后,标况下当两极收集到相同体积的气体时,阳极上收集到氧气的质量为3.2g (忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象).
2.铝和铁是重要的金属元素,请回答下列问题:
Ⅰ、(1)铁与水反应:3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)△H
已知:①3Fe(s)+2O2(g)?Fe3O4(s)△H1=-1118.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)△H2=-483.8kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)?2H2O(l)△H3=-571.8kJ/mol
则△H=-150.8KJ/mol(计算结果保留一位小数).
(2)①在t℃时,该反应达到平衡状态测得混合气体平均相对分子质量为$\frac{22}{3}$,则反应的平衡常数K=16.
②下列说法正确的是B(填字母序号)
A.若容器压强恒定,则反应达到平衡状态  
B.若容器内密度恒定,则反应达到平衡状态
C.恒温恒容平衡后,加入少量H2,再次平衡后,H2O(g)的体积分数减少
D.增加Fe3O4就能提高H2O的转化率
(3)若反就发生在恒容绝热的装置中,按下表充入起始物质,起始时与平衡后的各物质的量见下表:
FeH2O(g)Fe3O4H2
起始/mol3.04.000
平衡/molmnpQ
FeH2O(g)F3O4H2
A/mol3.04.000
B/mol001.04.0
C/molmnpQ
若在达平衡后的装置中继续加入A,B,C三种状况下的各物质,见上表:
当上述可逆反应再一次达到平衡状态后,将上述各装置中H2的体积分数由大到小的顺序排列:B>C>A(用A,B,C表示)
Ⅱ.离子液体是一室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝.
 (1)钢制品应接电源的负极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-
(2)若改用AlCl3水溶液作电解液,则一段时间后不能生成AlO2-离子.(填能或不能)
 0  167235  167243  167249  167253  167259  167261  167265  167271  167273  167279  167285  167289  167291  167295  167301  167303  167309  167313  167315  167319  167321  167325  167327  167329  167330  167331  167333  167334  167335  167337  167339  167343  167345  167349  167351  167355  167361  167363  167369  167373  167375  167379  167385  167391  167393  167399  167403  167405  167411  167415  167421  167429  203614 

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